(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
データ通信路を介して接続された複数の制御モジュールからなる少なくとも第１の制御モジュール群および第２の制御モジュール群と、前記第１の制御モジュール群が制御する第１の制御対象および前記第２の制御モジュール群が制御する第２の制御対象とを備え、前記第１の制御モジュール群と前記第１の制御対象および前記第２の制御モジュール群と前記第２の制御対象との各々が信号線を介して接続された監視制御システムにおいて、
前記制御モジュールは、当該制御モジュールの一方に隣接する第１の隣接制御モジュールと当該制御モジュールとを電気的に接続する第１のコネクタ部と、当該制御モジュールの他方に隣接する第２の隣接制御モジュールと当該制御モジュールとを電気的に接続する第２のコネクタ部とを備え、
前記第１のコネクタ部は、
当該制御モジュールの第１の物理レイヤ部の受信ポート（送信ポート）を前記第１の隣接制御モジュールと接続する第１の通信線と、
容量素子を介して前記第１の物理レイヤ部の送信ポート（受信ポート）を前記第１の隣接制御モジュールと接続する第２の通信線と
を含み、
前記第２のコネクタ部は、
当該制御モジュールの第２の物理レイヤ部の受信ポート（送信ポート）を前記第２の隣接制御モジュールと接続する第３の通信線と、
容量素子を介して前記第２の物理レイヤ部の送信ポート（受信ポート）を前記第２の隣接制御モジュールと接続する第４の通信線と
を含み、
前記第１のコネクタ部は、前記第１の隣接制御モジュールの前記第２のコネクタ部と接続することにより、当該制御モジュールの前記第１の通信線を当該第１の隣接制御モジュールの前記第４の通信線と接続するとともに、当該制御モジュールの前記第２の通信線を当該第１の隣接制御モジュールの前記第３の通信線と接続し、
前記第１のコネクタ部は、前記第１の物理レイヤ部の送信ポート（受信ポート）を前記第１の隣接制御モジュールと接続する第５の通信線をさらに含み、
前記第２のコネクタ部は、前記第２の物理レイヤ部の送信ポート（受信ポート）を前記第２の隣接制御モジュールと接続する第６の通信線をさらに含み、
前記データ通信路を構成する通信ケーブルを接続するための第１のケーブルコネクタを含み、前記制御モジュールの前記第１のコネクタ部と接続することにより、当該制御モジュールの第１および第５の通信線を、それぞれ別個の終端トランスを介した通信線で当該第１のケーブルコネクタと接続する第１のアダプタと、
前記データ通信路を構成する他の通信ケーブルを接続するための第２のケーブルコネクタを含み、前記制御モジュールの前記第２のコネクタ部と接続することにより、当該制御モジュールの第３および第６の通信線とを、それぞれ別個の終端トランスを介した通信線で当該第２のケーブルコネクタと接続する第２のアダプタと
を備え、
前記第１の制御モジュール群の前記第１のアダプタと前記第２の制御モジュール群の前記第２のアダプタとが通信ケーブルで接続されている
ことを特徴とする監視制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ネットワーク接続された複数の制御モジュールを用いて複数の制御対象を制御する監視制御システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ビルなどの建築物に設けられている設備やプラント設備の監視制御では、ネットワークで接続された監視制御システムが用いられている。このようなシステムでは、アプリケーションソフトウェアを実行して情報収集機能や制御機能などの各種機能を提供する制御機器などの制御モジュールを用いている（特許文献１参照）。また、制御モジュールを用いた制御対象の制御では、複数の制御モジュールをデータ通信路を介して相互接続し、これら制御モジュール間で各種情報をやり取りすることにより、各制御モジュールで個々の設備（制御対象）を監視制御している。各制御モジュールは、ネットワークの中のノードとなる。
【０００３】
このようなネットワークを用いた監視制御システムにおいて、制御モジュール間でより高速なデータ通信を行うため、通信方式としてイーサネット（Ethernet／IEEE802.3u:100BASE-T：登録商標）が用いられるようになってきている（特許文献２参照）。監視制御のためのネットワークシステムでは、各制御モジュールに２つのポートを設け、ＵＴＰ（Unshielded Twist Pair cable）などの通信ケーブルを介して各制御モジュールをリング状に接続するリング型イーサネットが用いられている（特許文献３参照）。このリング型イーサネットは、データ通信路内に存在するリングトポロジーによる通信エラーを回避するＳＴＰ(Spanning Tree Protocol/IEEE 802.1D)機能や、これを改良したＲＳＴＰ（Rapid Spanning Tree Protocol/IEEE 802.1w）機能などのネットワーク制御機能を用いて、システムの冗長化を実現することが可能となる。
【０００４】
図１１は、上述したリング型イーサネットシステムにより制御モジュール間を接続した制御装置の構成例である。図１２は、従来のリング型のイーサネットシステムによる複数の制御モジュール間の接続例である。ここでは、ＤＩＮレールなどの架台に並べて取り付けられた６つの制御モジュールＮ１〜Ｎ６が、通信ケーブルＬＵでリング接続されており、制御モジュールＮ４のうち制御モジュールＮ３側のポートでブロッキングが行われている。
【０００５】
このブロッキングにより、リングトポロジーからなる元のリングから、ルート制御モジュールＮ１から制御モジュールＮ２→制御モジュールＮ３および制御モジュールＮ５→制御モジュールＮ４までの２つの枝経路を持つツリートポロジーが構築される。これにより、物理的にリングトポロジーを形成しているネットワークであっても、データループの発生が回避される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−１４８２１４号公報
【特許文献２】特表２００８−５４４６５８号公報
【特許文献３】特開２００５−１０９８４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した監視制御システムでは、通信ケーブルからなるデータ通信路を介して各制御モジュール間を接続してリング型のイーサネットを構築しているため、制御モジュール間接続に要するハードウェアが複雑化して、ネットワーク全体の製品コストが増大するとともに、メンテナンスの作業負担が増大するという問題点があった。
【０００８】
図１３は、上述したような制御モジュール間接続回路の要部を示すブロック図である。イーサネットの場合、各制御モジュールＮの物理レイヤ部ＰＨＹに設けられている送信回路および受信回路は、ＵＴＰなどの通信ケーブルＬＵを介して、他の制御モジュールの物理レイヤ部ＰＨＹに設けられている受信回路および送信回路と相互に接続されている。この際、送信回路および受信回路は、所定の通信経路長で一定の通信品質を得るため、トランスを介してコネクタ部に接続されており、これらコネクタ部が通信ケーブルＬＵで接続される。
【０００９】
したがって、例えば一方の制御モジュールＮ１の送信回路から出力された信号は、トランス−コネクタ部−通信ケーブルＬＵ−コネクタ部−トランスを介して、他方の制御モジュールＮ２の受信回路で受信される。このため、図１２に示したように、同一架台に隣接設置されているような通信経路長が極めて短い制御モジュール間であっても、データ通信のための多くの回路要素を備えることになり、制御モジュール自体、さらにはネットワーク全体の製品コストが増大する。
【００１０】
また、制御モジュール間ごとに通信ケーブルＬＵが必要となり、制御モジュールと通信ケーブルＬＵとの接続不良やケーブル外れなどに対応するためのメンテナンス作業が増大する。さらには、誤配線の可能性も高くなる。このように、上述した制御モジュール間の接続では、同一架台に配置されるような非常に近くに配置される複数の制御モジュールであっても、通信ケーブルＬＵを用いて接続するために複雑になりコストの上昇を招くなどの問題があり、制御モジュールの配置環境に適合させた最適な状態で、制御モジュール間が接続されていないという問題があった。
【００１１】
本発明は、以上のような問題点を解消するためになされたものであり、制御対象の配置状態に合わせて最適化された状態に、制御モジュール間をデータ通信路で接続することができるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明に係る監視制御システムは、データ通信路を介して接続された複数の制御モジュールからなる少なくとも第１の制御モジュール群および第２の制御モジュール群と、第１の制御モジュール群が制御する第１の制御対象および第２の制御モジュール群が制御する第２の制御対象とを備え、第１の制御モジュール群と第１の制御対象および第２の制御モジュール群と第２の制御対象との各々が信号線を介して接続された監視制御システムにおいて、制御モジュールは、当該制御モジュールの一方に隣接する第１の隣接制御モジュールと当該制御モジュールとを電気的に接続する第１のコネクタ部と、当該制御モジュールの他方に隣接する第２の隣接制御モジュールと当該制御モジュールとを電気的に接続する第２のコネクタ部とを備え、第１のコネクタ部は、当該制御モジュールの第１の物理レイヤ部の受信ポート（送信ポート）を第１の隣接制御モジュールと接続する第１の通信線と、容量素子を介して第１の物理レイヤ部の送信ポート（受信ポート）を第１の隣接制御モジュールと接続する第２の通信線とを含み、第２のコネクタ部は、当該制御モジュールの第２の物理レイヤ部の受信ポート（送信ポート）を第２の隣接制御モジュールと接続する第３の通信線と、容量素子を介して第２の物理レイヤ部の送信ポート（受信ポート）を第２の隣接制御モジュールと接続する第４の通信線とを含み、第１のコネクタ部は、第１の隣接制御モジュールの第２のコネクタ部と接続することにより、当該制御モジュールの第１の通信線を当該第１の隣接制御モジュールの第４の通信線と接続するとともに、当該制御モジュールの第２の通信線を当該第１の隣接制御モジュールの第３の通信線と接続し、第１のコネクタ部は、第１の物理レイヤ部の送信ポート（受信ポート）を第１の隣接制御モジュールと接続する第５の通信線をさらに含み、第２のコネクタ部は、第２の物理レイヤ部の送信ポート（受信ポート）を第２の隣接制御モジュールと接続する第６の通信線をさらに含み、データ通信路を構成する通信ケーブルを接続するための第１のケーブルコネクタを含み、制御モジュールの第１のコネクタ部と接続することにより、当該制御モジュールの第１および第５の通信線を、それぞれ別個の終端トランスを介した通信線で当該第１のケーブルコネクタと接続する第１のアダプタと、データ通信路を構成する他の通信ケーブルを接続するための第２のケーブルコネクタを含み、制御モジュールの第２のコネクタ部と接続することにより、当該制御モジュールの第３および第６の通信線とを、それぞれ別個の終端トランスを介した通信線で当該第２のケーブルコネクタと接続する第２のアダプタとを備え、第１の制御モジュール群の第１のアダプタと第２の制御モジュール群の第２のアダプタとが通信ケーブルで接続されている。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明したことにより、本発明によれば、制御対象の配置状態に合わせて最適化された状態に、制御モジュール間をデータ通信路で接続することができるという優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態における監視制御システムの構成を示す構成図である。
【図２】制御モジュール間を接続するネットワークシステム１の構成を示す構成図である。
【図３】制御モジュールおよびアダプタのコネクタ配置例である。
【図４】ネットワークシステム１における制御モジュール間の接続形態を示す説明図である。
【図５】ネットワークシステム１における制御モジュールとアダプタとの接続形態を示す説明図である。
【図６】ネットワークシステム１における制御モジュールとアダプタとの他の接続形態を示す説明図である。
【図７】通信ケーブルを用いた制御モジュール群間の接続例を示す構成図である。
【図８】図７の接続例に基づくネットワークシステムの構成例を示す構成図である。
【図９】コネクタと通信線との接続形態を示す説明図である。
【図１０】コネクタと通信線との他の接続形態を示す説明図である。
【図１１】従来のリング型イーサネットシステムの構成例である。
【図１２】従来のリング型のイーサネットシステムの接続例である。
【図１３】従来のモジュール間接続回路の要部を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。図１は、本発明の実施の形態における監視制御システムの構成を示す構成図である。このシステムは、制御装置Ａ（第１の制御モジュール群）１０１および制御装置Ｂ（第２の制御モジュール群）１２１を備える。制御装置Ａ１０１は、制御モジュール１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ，１０２ｄを備え、信号配線１０４を介して接続する制御対象Ａ１０５を制御する。同様に、制御装置Ｂ１２１は、制御モジュール１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃ，１２２ｄを備え、信号配線１２４を介して接続する制御対象Ｂ１２５を制御する。
【００１８】
また、制御装置Ａ１０１において、制御モジュール１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ，１０２ｄは、各々が備えるコネクタ部（不図示）同士を接続することで、隣接する制御モジュールを接続してネットワークを構成している。制御装置Ｂ１２１においても、制御モジュール１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃ，１２２ｄは、各々が備えるコネクタ部（不図示）同士を接続することで、隣接する制御モジュールを接続してネットワークを構成している。コネクタ部は、制御モジュールの物理レイヤ部の送受信ポートを隣接する制御モジュールと接続する通信線と、容量素子を介しての物理レイヤ部の送受信ポートを隣接する制御モジュールと接続する通信線とを含んでいる。
【００１９】
また、制御装置Ａ１０１において、制御モジュール１０２ａが、アダプタ１０３ａを備え、制御モジュール１０２ｄが、アダプタ１０３ｂを備える。制御装置Ｂ１２１においても、制御モジュール１２２ａが、アダプタ１２３ａを備え、制御モジュール１２２ｄが、アダプタ１２３ｂを備える。
【００２０】
各制御装置においては、複数の制御モジュールからなる制御モジュール群の端部の制御モジュールに設けられたアダプタと、他の制御装置の制御モジュール群の端部の制御モジュールに設けられたアダプタとを、通信ケーブル１０６を介して接続することで、ネットワークを構成している。図１では、制御モジュール１０２ｄのアダプタ１０３ｂと、制御モジュール１２３ａのアダプタ１２３ａとを、通信ケーブル１０６で接続し、制御モジュール１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ，１０２ｄおよび制御モジュール１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃ，１２２ｄを、イーサネットによるネットワークを構成している。
【００２１】
なお、制御装置および制御対象の数は、上述した２組に限るものではなく、３組以上の場合であっても同様である。また、各制御装置における制御モジュールの数も、４ユニットに限るものではなく、２ユニットおよび３ユニットであってもよく、また、５ユニット以上であってもよい。
【００２２】
上述したように、本実施の形態では、各制御モジュール間をイーサネットによりネットワーク接続するなかで、離れた拠点に配置されている制御対象Ａおよび制御対象Ｂの制御を、各々，制御装置Ａ１０１および制御装置Ｂ１２１で制御する構成としたところに特徴がある。制御装置Ａ１０１および制御装置Ｂ１２１の各々においては、複数の制御モジュールをコネクタ接続し、離れて配置されている制御装置Ａ１０１および制御装置Ｂ１２１の間は、制御モジュール群の端部の制御モジュールに設けられたアダプタを用いて通信ケーブルで接続している。
【００２３】
このように、本実施の形態では、同一拠点において近設できる制御モジュールの間はコネクタ接続し、離れた制御モジュール群の間は、アダプタを用いて通信ケーブルで接続する所に特徴がある。このように構成しているので、制御対象の配置状態に合わせて最適化された状態に、制御モジュール間をデータ通信路で接続することができるようになる。
【００２４】
この結果、全ての制御モジュール間を通信ケーブルを用いて接続する場合に比較して、制御モジュール間を結ぶ配線を簡略化することが可能となり、配線工事やメンテナンスの作業負担を低減することができる。また、各制御対象に対応する制御モジュール群は、制御対象ごとに配置しているので、制御モジュール群と制御対象とを接続する信号配線を、長距離に渡って敷設する必要が無いなどの効果が得られる。
【００２５】
次に、上述した制御モジュールおよび制御モジュール間のイーサネット接続について、一例を用いてより詳細に説明する。
【００２６】
図２は、制御モジュール間を接続するネットワークシステム１の構成を示す構成図である。このネットワークシステム１は、ビル設備やプラント設備を監視制御する監視制御システムなどのネットワークシステムとして用いられ、アプリケーションソフトウェアを実行して情報収集機能や制御機能などの各種機能を提供する制御モジュール１０（１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，…）を、データ通信路Ｌを介してリング状に接続する全二重イーサネットシステムである。
【００２７】
各制御モジュール１０は、ＲＳＴＰ（Rapid Spanning Tree Protocol）に基づいて、データ通信路に対する冗長化制御処理を行う機能を有している。データ通信路Ｌは、全二重イーサネットに基づくデータ通信を実現するリング状の通信経路であり、各制御モジュール１０間でデータ送受信を並行して実行するため、データ通信路Ｌには２つの独立した通信線Ｌｘ，Ｌｙが設けられている。
【００２８】
制御モジュール１０には、主な機能部として、物理レイヤ部（ＰＨＹ：第１の物理レイヤ部）１１、物理レイヤ部（ＰＨＹ：第２の物理レイヤ部）１２、リング接続制御部１３、アプリケーション処理部１４、コネクタ部（第１のコネクタ部）２１、およびコネクタ部（第２のコネクタ部）２２が設けられている。
【００２９】
物理レイヤ部１１は、データ通信路Ｌｘの受信ポートＰ１ｒとデータ通信路Ｌｙの送信ポートＰ１ｔとを含む専用の通信回路からなり、当該制御モジュール１０の一方に隣接する隣接制御モジュール（第１の隣接制御モジュール）とデータ通信路Ｌを介して物理レイヤにおけるデータ送受信を行う機能を有している。
【００３０】
物理レイヤ部１２は、データ通信路Ｌｙの受信ポートＰ２ｒとデータ通信路Ｌｘの送信ポートＰ２ｔとを含む専用の通信回路からなり、当該制御モジュール１０の他方に隣接する隣接制御モジュール（第２の隣接制御モジュール）とデータ通信路Ｌを介して物理レイヤにおけるデータ送受信を行う機能を有している。
【００３１】
リング接続制御部１３は、物理レイヤ部１１，１２を介して他の制御モジュール１０との間のデータ通信を行う機能と、ＲＳＴＰに基づいて、データ通信路Ｌに対する冗長化制御処理を行う機能とを有している。
【００３２】
アプリケーション処理部１４は、リング接続制御部１３を介して他の制御モジュールＮと上位レイヤにおけるデータ通信を行うことにより、例えばビル設備やプラント設備を監視制御するための各種アプリケーション処理を行う機能を有している。
【００３３】
コネクタ部２１は、当該制御モジュールの一方に隣接する隣接制御モジュールと当該制御モジュールとのデータ通信路を電気的に接続する機能を有している。コネクタ部２２は、当該制御モジュールの他方に隣接する隣接制御モジュールと当該制御モジュールとのデータ通信路を電気的に接続する機能を有している。
【００３４】
これにより、例えば制御モジュール１０Ａ〜１０ＣがＤＩＮレールなどの架台に隣接設置された際、制御モジュール１０Ｂのコネクタ部２１が、一方の隣接制御モジュール（第１の隣接制御モジュール）１０Ａのコネクタ部２２と接続するとともに、制御モジュール１０Ｂのコネクタ部２２が、他方の隣接制御モジュール（第２の隣接制御モジュール）１０Ｃのコネクタ部２２と接続する。
【００３５】
ネットワークシステム１は、まず、コネクタ部２１に、当該制御モジュールの物理レイヤ部１１の受信ポートＰ１ｒを一方の隣接制御モジュールと接続する通信線Ｌ１と、コンデンサ（容量素子）Ｃ１を介して物理レイヤ部１１の送信ポートＰ１ｔを一方の隣接制御モジュールと接続する通信線Ｌ２とを含む。また、コネクタ部２２に、当該制御モジュールの物理レイヤ部１２の受信ポートＰ２ｒを他方の隣接制御モジュールと接続する通信線Ｌ３と、コンデンサ（容量素子）Ｃ２を介して物理レイヤ部１２の送信ポートＰ２ｔを他方の隣接制御モジュールと接続する通信線Ｌ４とを含む。このように構成した中で、コネクタ部２１で、一方の隣接制御モジュールのコネクタ部２２と接続することにより、当該制御モジュールの通信線Ｌ１を一方の隣接制御モジュールの通信線Ｌ４と接続するとともに、当該制御モジュールの通信線Ｌ２を一方の隣接制御モジュールの通信線Ｌ３と接続するようにしたものである。
【００３６】
次に、図２を参照して、ネットワークシステム１および制御モジュール１０の構成および動作について詳細に説明する。なお、図２において、１対の通信線Ｌ１〜Ｌ１０は、１本の線で省略して表示されている。
【００３７】
コネクタ部２１には、コネクタＣＮ１、コンデンサＣ１、および通信線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ５が設けられている。コネクタＣＮ１は、当該制御モジュール１０の一方に隣接する隣接制御モジュールと当該制御モジュール１０とのデータ通信路Ｌを電気的に接続するためのコネクタである。コンデンサＣ１は、当該制御モジュール１０と隣接制御モジュールのデータ通信路Ｌ３の直流電位差を絶縁する絶縁用のコンデンサである。通信線Ｌ１は、コネクタＣＮ１と物理レイヤ部１１の受信ポートＰ１ｒとを接続するデータ通信路Ｌｘ用の通信線である。通信線Ｌ２は、コンデンサＣ１を介してコネクタＣＮ１と物理レイヤ部１１の送信ポートＰ１ｔとを接続するデータ通信路Ｌｙ用の通信線である。通信線Ｌ３は、コネクタＣＮ１と物理レイヤ部１１の送信ポートＰ１ｔとを接続するデータ通信路Ｌｙ用の通信線である。
【００３８】
コネクタ部２２には、コネクタＣＮ２、コンデンサＣ２、および通信線Ｌ３，Ｌ４，Ｌ６が設けられている。コネクタＣＮ２は、当該制御モジュール１０の他方に隣接する隣接制御モジュールと当該制御モジュール１０とのデータ通信路Ｌを電気的に接続するためのコネクタである。コンデンサＣ２は、当該制御モジュール１０と隣接制御モジュールのデータ通信路Ｌ１の直流電位差を絶縁する絶縁用のコンデンサである。通信線Ｌ４は、コネクタＣＮ１と物理レイヤ部１２の受信ポートＰ２ｒとを接続するデータ通信路Ｌｙ用の通信線である。通信線Ｌ５は、コンデンサＣ２を介してコネクタＣＮ２と物理レイヤ部１２の送信ポートＰ２ｔとを接続するデータ通信路Ｌｘ用の通信線である。通信線Ｌ６は、コネクタＣＮ２と物理レイヤ部１２の送信ポートＰ２ｔとを接続するデータ通信路Ｌｘ用の通信線である。
【００３９】
また、ネットワークシステム１では、隣接配置された制御モジュール１０の両端に、アダプタ３１，３２が接続される。
【００４０】
アダプタ３１には、コネクタＣＮ１１，ＣＮ１２、終端トランス（Transformer）Ｔ１ｘ，Ｔ１ｙ、および通信線Ｌ７，Ｌ８が設けられている。コネクタＣＮ１１は、当該アダプタ３１が接続される制御モジュール１０とのデータ通信路Ｌを電気的に接続するためのコネクタである。コネクタＣＮ（第１のケーブルコネクタ）１２は、例えばＲＪ−４５などのコネクタからなり、データ通信路Ｌを構成する通信ケーブル（第１の通信ケーブル）ＬＵ１を接続するためのケーブルコネクタである。終端トランスＴ１ｘ，Ｔ１ｙは、当該制御モジュール１０と通信ケーブルＬＵ１のデータ通信路Ｌｘ，Ｌｙの直流電位差をそれぞれ絶縁するとともに、インピーダンスをそれぞれ整合して終端するための終端トランスである。通信線Ｌ７は、終端トランスＴ１ｘを介してコネクタＣＮ１１とケーブルコネクタＣＮ１２とを接続するデータ通信路Ｌｘ用の通信線である。通信線Ｌ８は、終端トランスＴ１ｙを介してコネクタＣＮ１１とケーブルコネクタＣＮ１２とを接続するデータ通信路Ｌｙ用の通信線である。
【００４１】
アダプタ３２には、コネクタＣＮ２１，ＣＮ２２、終端トランス（Transformer）Ｔ２ｘ，Ｔ２ｙ、および通信線Ｌ９，Ｌ１０が設けられている。コネクタＣＮ２１は、当該アダプタ３２が接続される制御モジュール１０とのデータ通信路Ｌを電気的に接続するためのコネクタである。コネクタＣＮ２２（第２のケーブルコネクタ）は、例えばＲＪ−４５などのコネクタからなり、データ通信路Ｌを構成する通信ケーブル（第２の通信ケーブル）ＬＵ２を接続するためのケーブルコネクタである。終端トランスＴ２ｘ，Ｔ２ｙは、当該制御モジュール１０と通信ケーブルＬＵ２のデータ通信路Ｌｘ，Ｌｙの直流電位差をそれぞれ絶縁するとともに、インピーダンスをそれぞれ整合して終端するための終端トランスである。通信線Ｌ９は、終端トランスＴ２ｙを介してコネクタＣＮ２１とケーブルコネクタＣＮ２２とを接続するデータ通信路Ｌｙ用の通信線である。通信線Ｌ１０は、終端トランスＴ２ｘを介してコネクタＣＮ２１とケーブルコネクタＣＮ２２とを接続するデータ通信路Ｌｘ用の通信線である。
【００４２】
図３は、制御モジュールおよびアダプタのコネクタ配置例である。ここでは、各制御モジュール１０の背面部の左右両側端部１０Ｌ，１０Ｒに、接続端子がそれぞれの隣接制御モジュール側を向くように横向きにコネクタＣＮ１，ＣＮ２が配置されている。これにより、図２に示したように、制御モジュール１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃを隣接配置した場合、制御モジュール１０ＢのコネクタＣＮ１が制御モジュール１０ＡのコネクタＣＮ２と勘合するとともに、制御モジュール１０ＢのコネクタＣＮ２が制御モジュール１０ＣのコネクタＣＮ１と勘合する。これにより、通信ケーブルを用いることなく隣接制御モジュール１０間が接続される。
【００４３】
また、アダプタ３１の背面部の右側端部３１Ｒに、接続端子が隣接制御モジュール側を向くように横向きにコネクタＣＮ１１が配置されており、アダプタ３２の背面部の左側端部３２Ｌに、接続端子が隣接制御モジュール側を向くように横向きにコネクタＣＮ２１が配置されている。これにより、図２に示したように、隣接配置された制御モジュール１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの一端に位置する制御モジュール１０Ａにアダプタ３１を隣接配置するとともに、他端に位置する制御モジュール１０Ｃにアダプタ３２を隣接配置した場合、アダプタ３１のコネクタＣＮ１１が制御モジュール１０ＡのコネクタＣＮ１と勘合し、アダプタ３２のコネクタＣＮ２１が制御モジュール１０ＣのコネクタＣＮ２と勘合する。これにより、制御モジュール１０Ａが通信ケーブルＬＵ１と接続され、制御モジュール１０Ｃが通信ケーブルＬＵ２と接続されて、隣接配置された制御モジュール１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃのデータ通信路Ｌが、離れた場所に配置されている他の制御モジュールと通信ケーブルＬＵ１，ＬＵ２を介して接続される。
【００４４】
図４は、ネットワークシステム１における制御モジュール間の接続形態を示す説明図であり、図２の制御モジュール１０Ａ，１０Ｂ間の接続形態が例として示されている。図４に示すように、制御モジュール１０Ａ，１０Ｂが隣接配置された場合、制御モジュール１０ＡのコネクタＣＮ２と制御モジュール１０ＢのコネクタＣＮ１とが接続されて、制御モジュール１０Ａの通信線Ｌ４と制御モジュール１０Ｂの通信線Ｌ１が接続されるとともに、制御モジュール１０Ａの通信線Ｌ３と制御モジュール１０Ｂの通信線Ｌ２が接続される。
【００４５】
これにより、制御モジュール１０Ａの物理レイヤ部１２に設けられた送信回路ＴＲの送信ポートＰ２ｔは、通信線Ｌ６の絶縁用コンデンサＣ２を介して、制御モジュール１０Ｂの物理レイヤ部１１に設けられた受信回路ＲＶの受信ポートＰ１ｒと接続され、データ通信路Ｌｘ用の１対の通信路が形成される。
また、制御モジュール１０Ｂの物理レイヤ部１１に設けられた送信回路ＴＲの送信ポートＰ１ｔは、通信線Ｌ３の絶縁用コンデンサＣ１を介して、制御モジュール１０Ａの物理レイヤ部１２に設けられた受信回路ＲＶの受信ポートＰ２ｒと接続され、データ通信路Ｌｙ用の１対の通信路が形成される。
【００４６】
このようにして、隣接する制御モジュール１０間が、それぞれコネクタ部２１，２２により接続されて、２つの独立したデータ通信路Ｌｘ，Ｌｙが形成される。これにより、通信ケーブルを用いることなく、隣接配置された各制御モジュール１０をデイジーチェーン状に結ぶ全二重イーサネットシステムが構築される。
【００４７】
図５は、ネットワークシステム１における制御モジュールとアダプタとの接続形態を示す説明図であり、図２の制御モジュール１０Ａとアダプタ３１との間の接続形態が例として示されている。
【００４８】
図５に示すように、制御モジュール１０Ａとアダプタ３１とが隣接配置された場合、制御モジュール１０ＡのコネクタＣＮ１とアダプタ３１のコネクタＣＮ１１とが接続されて、制御モジュール１０Ａの通信線Ｌ１とアダプタ３１の通信線Ｌ７が接続されるとともに、制御モジュール１０Ａの通信線Ｌ５とアダプタ３１の通信線Ｌ８が接続される。
【００４９】
これにより、制御モジュール１０Ａの物理レイヤ部１１に設けられた受信回路ＲＶの受信ポートＰ１ｒは、通信線Ｌ１から通信線Ｌ７の終端トランスＴ１ｘを介して、アダプタ３１のケーブルコネクタＣＮ１２と接続され、データ通信路Ｌｘ用の通信路が形成される。また、制御モジュール１０Ａの物理レイヤ部１１に設けられた送信回路ＴＲの送信ポートＰ１ｔは、通信線Ｌ２から通信線Ｌ８の終端トランスＴ１ｙを介して、アダプタ３１のケーブルコネクタＣＮ１２と接続され、データ通信路Ｌｙ用の通信路が形成される。
【００５０】
図６は、ネットワークシステム１における制御モジュールとアダプタとの他の接続形態を示す説明図であり、図２の制御モジュール１０Ｃとアダプタ３２との間の接続形態が例として示されている。
【００５１】
図６に示すように、制御モジュール１０Ｃとアダプタ３２とが隣接配置された場合、制御モジュール１０ＣのコネクタＣＮ２とアダプタ３２のコネクタＣＮ２１とが接続されて、制御モジュール１０Ｃの通信線Ｌ３とアダプタ３２の通信線Ｌ９が接続されるとともに、制御モジュール１０Ｃの通信線Ｌ６とアダプタ３２の通信線Ｌ１０が接続される。
【００５２】
これにより、制御モジュール１０Ｃの物理レイヤ部１２に設けられた送信回路ＴＲの送信ポートＰ２ｔは、通信線Ｌ６から通信線Ｌ１０の終端トランスＴ２ｘを介して、アダプタ３２のケーブルコネクタＣＮ２２と接続され、データ通信路Ｌｘ用の通信路が形成される。また、制御モジュール１０Ｃの物理レイヤ部１２に設けられた受信回路ＲＶの受信ポートＰ２ｒは、通信線Ｌ３から通信線Ｌ９の終端トランスＴ２ｙを介して、アダプタ３２のケーブルコネクタＣＮ２２と接続され、データ通信路Ｌｙ用の通信路が形成される。
【００５３】
このようにして、隣接する制御モジュール１０Ａがコネクタ部２１によりアダプタ３１と接続されて、２つの独立したデータ通信路Ｌｘ，Ｌｙが通信ケーブルＬＵ１と接続される。また、隣接する制御モジュール１０Ｃがコネクタ部２２によりアダプタ３２と接続されて、２つの独立したデータ通信路Ｌｘ，Ｌｙが通信ケーブルＬＵ２と接続される。
【００５４】
図７は、通信ケーブルを用いた制御モジュール群間の接続例である。図８は、図７の接続例に基づくネットワークシステムの構成例である。ここでは、図２に示したように隣接配置された制御モジュールＮ１，Ｎ２，Ｎ３からなる制御モジュール群と、同じく隣接配置された制御モジュールＮ４，Ｎ５，Ｎ６からなる制御モジュール群のうち、制御モジュールＮ１に接続されたアダプタＡ１と制御モジュールＮ６に接続されたアダプタＡ３とが通信ケーブルＬＵ１を介して接続され、制御モジュールＮ３に接続されたアダプタＡ２と制御モジュールＮ４に接続されたアダプタＡ４とが通信ケーブルＬＵ２を介して接続されている。
【００５５】
これにより、図８に示すように、離れた場所に配置された複数の制御モジュール群が通信ケーブルＬＵ１，ＬＵ２を介して接続され、これら制御モジュールＮ１〜Ｎ６をリング状に結ぶ全二重イーサネットシステムが構築される。
【００５６】
図９は、コネクタと通信線との接続形態を示す説明図である。図９に示すように、制御モジュール１０のコネクタＣＮ１，ＣＮ２とアダプタ３１のコネクタＣＮ１１では、データ通信路Ｌｘ，Ｌｙの通信線数より多い接続端子を用いている。図４〜図６で示したように、データ通信路Ｌｘ，Ｌｙはそれぞれ１対の通信線から構成されているため、２組の通信線、すなわち合計４本の通信線が必要となる。これに対して本実施の形態では、コネクタＣＮ１，ＣＮ２，ＣＮ１１では、４組の通信線、すなわち合計８本の通信線を接続する４つの接続端子組Ｊ１〜Ｊ４が設けられている。なお、図９では、１対の通信線を１本の線で省略して表示している。
【００５７】
具体的には、コネクタＣＮ１には、いずれの通信線も接続されておらず電気的に開放状態の接続端子組Ｊ１、通信線Ｌ１が接続された接続端子組Ｊ２、コンデンサＣ１を含む通信線Ｌ３が接続され接続端子組Ｊ３、および通信線Ｌ５が接続された接続端子組Ｊ４が設けられている。
また、コネクタＣＮ２には、通信線Ｌ６が接続された接続端子組Ｊ１、コンデンサＣ２を含む通信線Ｌ４が接続され接続端子組Ｊ２、通信線Ｌ３が接続された接続端子組Ｊ３、および開放状態の接続端子組Ｊ４が設けられている。
また、コネクタＣＮ１１には、開放状態の接続端子組Ｊ１，Ｊ３、終端トランスＴ１ｘを含む通信線Ｌ７が接続された接続端子組Ｊ２、終端トランスＴ１ｙを含む通信線Ｌ８が接続された接続端子組Ｊ４が設けられている。
【００５８】
これにより、一方の制御モジュール１０のコネクタＣＮ１に対して他方の制御モジュール１０のコネクタＣＮ２が接続された場合、コネクタＣＮ１の接続端子組Ｊ１とコネクタＣＮ２の接続端子組Ｊ４とが開放状態であることから、コネクタＣＮ１の接続端子組Ｊ２，Ｊ３がコネクタＣＮ２の接続端子組Ｊ２，Ｊ３と接続される。したがって、一方の制御モジュール１０の通信線Ｌ１，Ｌ３が他方の制御モジュール１０の通信線Ｌ４，Ｌ３とそれぞれ接続されるため、図４に示したように、コンデンサＣ１，Ｃ２により直流電位差が絶縁された状態で制御モジュール１０間が接続される。
【００５９】
一方、制御モジュール１０のコネクタＣＮ１に対してアダプタ３１のコネクタＣＮ１１が接続された場合、コネクタＣＮ１１の接続端子組Ｊ１，Ｊ３が開放状態であることから、コネクタＣＮ１の接続端子組Ｊ２，Ｊ４がコネクタＣＮ１１の接続端子組Ｊ２，Ｊ４と接続される。したがって、制御モジュール１０の通信線Ｌ１，Ｌ５がアダプタ３１の通信線Ｌ７，Ｌ８とそれぞれ接続されるため、図５に示したように、終端トランスＴ１ｘ，Ｔ１ｙにより直流電位差が絶縁された状態で制御モジュール１０とアダプタ３１とが接続される。
【００６０】
これにより、制御モジュール１０に対して他の制御モジュール１０を接続した場合にのみ、両者間を結ぶデータ通信路Ｌｘ，ＬｙのそれぞれにコンデンサＣ１，Ｃ２が挿入される。また、制御モジュール１０に対してアダプタ３１を接続した場合には、両者間を結ぶデータ通信路Ｌｘ，Ｌｙから、通信ケーブルとの接続に不要なコンデンサＣ１，Ｃ２が排除され、通信ケーブルとの接続に必要となる終端トランスＴ１ｘ，Ｔ１ｙのみがデータ通信路Ｌｘ，Ｌｙのそれぞれに挿入される。
【００６１】
したがって、回路切替用のスイッチを必要とすることなく、制御モジュール１０のコネクタＣＮ１に対して、他の制御モジュール１０のコネクタＣＮ２とアダプタ３１のコネクタＣＮ１１とを共通に接続することができる。
【００６２】
図１０は、コネクタと通信線との他の接続形態を示す説明図である。図１０に示すように、アダプタ３１と同様にアダプタ３２のコネクタＣＮ１１でも、データ通信路Ｌｘ，Ｌｙの通信線数より多い接続端子を用いている。これにより、コネクタＣＮ２１においても、４組の通信線、すなわち合計８本の通信線を接続する４つの接続端子組Ｊ１〜Ｊ４が設けられている。なお、図１０では、１対の通信線を１本の線で省略して表示している。
【００６３】
具体的には、コネクタＣＮ２１には、終端トランスＴ２ｘを含む通信線Ｌ１０が接続された接続端子組Ｊ１、終端トランスＴ２ｙを含む通信線Ｌ９が接続された接続端子組Ｊ３、開放状態の接続端子組Ｊ２，Ｊ４が設けられている。なお、コネクタＣＮ１，ＣＮ２の接続端子組Ｊ１〜Ｊ４については、図９と同様である。
【００６４】
これにより、一方の制御モジュール１０のコネクタＣＮ２に対して他方の制御モジュール１０のコネクタＣＮ１が接続された場合、コネクタＣＮ１の接続端子組Ｊ１とコネクタＣＮ２の接続端子組Ｊ４とが開放状態であることから、コネクタＣＮ１の接続端子組Ｊ２，Ｊ３がコネクタＣＮ２の接続端子組Ｊ２，Ｊ３と接続される。したがって、一方の制御モジュール１０の通信線Ｌ４，Ｌ３が他方の制御モジュール１０の通信線Ｌ１，Ｌ２とそれぞれ接続されるため、図４に示したように、コンデンサＣ１，Ｃ２により直流電位差が絶縁された状態で制御モジュール１０間が接続される。
【００６５】
一方、制御モジュール１０のコネクタＣＮ２に対してアダプタ３２のコネクタＣＮ２１が接続された場合、コネクタＣＮ２１の接続端子組Ｊ２，Ｊ４が開放状態であることから、コネクタＣＮ２の接続端子組Ｊ１，Ｊ３がコネクタＣＮ２１の接続端子組Ｊ１，Ｊ３と接続される。したがって、制御モジュール１０の通信線Ｌ６，Ｌ３がアダプタ３２の通信線Ｌ１０，Ｌ９とそれぞれ接続されるため、図６に示したように、終端トランスＴ２ｘ，Ｔ２ｙにより直流電位差が絶縁された状態で制御モジュール１０とアダプタ３２とが接続される。
【００６６】
これにより、制御モジュール１０に対して他の制御モジュール１０を接続した場合にのみ、両者間を結ぶデータ通信路Ｌｘ，ＬｙのそれぞれにコンデンサＣ１，Ｃ２が挿入される。また、制御モジュール１０に対してアダプタ３２を接続した場合には、両者間を結ぶデータ通信路Ｌｘ，Ｌｙから、通信ケーブルとの接続に不要なコンデンサＣ１，Ｃ２が排除され、通信ケーブルとの接続に必要となる終端トランスＴ２ｘ，Ｔ２ｙのみがデータ通信路Ｌｘ，Ｌｙのそれぞれに挿入される。
【００６７】
したがって、回路切替用のスイッチを必要とすることなく、制御モジュール１０のコネクタＣＮ２に対して、他の制御モジュール１０のコネクタＣＮ１とアダプタ３２のコネクタＣＮ２１とを共通に接続することができる。
【００６８】
なお、各制御モジュール１０に、当該制御モジュール１０を通過してコネクタ部２１とコネクタ部２２とを直接接続する２本の制御モジュールバイパス用の通信線を設けるようにしてもよい。これらの通信線は、各々対の通信線から構成されており、制御モジュール１０の物理レイヤ部１１，１２などの回路部とは接続されていない。これにより、例えばモジュール１０Ｂのコネクタ部２１に設けられたコネクタＣＮ１とモジュール１０Ａのコネクタ部２２に設けられたコネクタＣＮ２とを接続した場合、モジュール１０Ｂのバイパス用の通信線が、モジュール１０Ａのバイパス用の通信線と接続される。このようにすることで、バイパス用の通信線を、データ通信路Ｌｘ，Ｌｙの冗長経路として利用できる。
【００６９】
なお、本発明は以上に説明した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想内で、当分野において通常の知識を有する者により、多くの変形が実施可能であることは明白である。例えば、ループ接続ではないデージーチェーンにより各制御モジュールを接続してもよい。
【符号の説明】
【００７０】
１０１…制御装置Ａ、１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ，１０２ｄ…制御モジュール、１０３ａ，１０３ｂ…アダプタ、１０４…信号配線、１０５…制御対象Ａ、１０６…通信ケーブル、１２１…制御装置Ｂ、１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃ，１２２ｄ…制御モジュール、１２３ａ，１２３ｂ…アダプタ、１２４…信号配線、１２５…制御対象Ｂ。
【図１】
0005409275.tif 000002
【図２】
0005409275.tif 000003
【図３】
0005409275.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
0005409275.tif 000007
【図７】
0005409275.tif 000008
【図８】
0005409275.tif 000009
【図９】
0005409275.tif 000010
【図１０】
0005409275.tif 000011
【図１１】
0005409275.tif 000012
【図１２】
0005409275.tif 000013
【図１３】
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